ФОТОГРАФИЯ чорно-білий

(срібна фотографія, галогеносрібні фотографія), сукупність способів і процесів отримання зображення об'єктів на галогеносе-Ребряну реєструють матеріалах. Використовується для отримання окремого кадру нерухомого об'єкта на фотоплівці (фотозйомка) або ряду последоват. кадрів із зображенням об'єкта в разл. фазах руху на кіноплівці (кінозйомка).

Здійснюється впливом на реєструючий шар фотографічних матеріалів пучка видимого світла, УФ, ІК, рентгенівського або електронного випромінювання (експонування) з отриманням негативного або позитивного зображення об'єктів зйомки в разл. масштабах.

Розрізняють т. Зв. класичні і нетрадиційні процеси Ф. ч. -б. (Далі Ф.). До перших відносять процеси з проявом і закріпленням зображення мокрою обробкою фотоматеріалів (див. Хіміко-фотографічна обробка фотоматеріалів ), до других - процеси з тримаючи. проявом зображення (напр., т. зв. процес dry silver) або дифузійної обробкою фотоматеріалів, напр, процес типу "поляроїд" (див. Репрографія). В обох випадках зображення об'єктів зйомки м. Б. негативним або позитивним.

фотографіч. процес на галогеносрібні матеріалах складається з двох стадій: 1) експонування галогеносеребря-ного шару для отримання прихованого зображення з фотолі-тично відновлених атомів Ag; 2) хім.-фотографіч. обробка фотоматеріалу для візуалізації прихованого зображення, що включає прояв зображення і закріплення проявленого зображення; отримане фотографіч. зображення зазвичай зчитують неозброєним оком або за допомогою оптичних. приладів та електронно-оптичних. перетворювачів.

За призначенням розрізняють любительську, професійну, техн. , Для наукових і спец. цілей і об'ємну Ф.

Любительська і професійна Ф. використовується для відтворення зображення людей, відображення рухомих і нерухомих предметів (в т. ч. натуральних об'єктів), технічна - для відтворення (копіювання і розмноження) штрихових оригіналів в натуральну і задану величину або зі означає. зменшенням, а також для отримання фотоформ в поліграфії. Ф. для наукових цілей застосовують в астрономії (астрофотографія, спектрофотографія, фотографіч. Фотометрія), при дослідженні будови в-ва (ядерна Ф., електронографія, нейтронографія, протонографія, рентгенографія, електронна мікроскопія) і астрофіз. дослідженнях (космич. Ф.); Ф. для спец. цілей- для діагностики (медична, судова), при реєстрації швидко і повільно протікаючих процесів (уповільнена і прискорена зйомка), аерофотозйомки (аерофотографія). За допомогою об'ємної Ф. відтворюють тривимірне зображення з використанням звичайних фотоматеріалів і фотокамер з двома об'єктивами (стереоскопії. Ф.), Растеризувати галогеносрібні матеріалів (растрова стереоскопії. Ф.) або голографіч. светочувствіт. матеріалів при Двопроменева експонуванні (голографія). Вид Ф. характеризується певним типом застосовуваного фотографіч. матеріалу, апаратурою і способом зйомки, доповнить.обробкою і методом зчитування зображення (табл. 1).

T а б л. 1. - ВИДИ ФОТОГРАФІЇ ТА УМОВИ ЇХ ЗДІЙСНЕННЯ

Вид фотографії

Тип фотоматеріалу

Хіміко-фотогр афіч. обробка

Апаратура

Умови зйомки

Любительська і професійна

Негативні і позитивні плівки і фотопаперу

Многорастворная прискорена, тримаючи. , Дифузійна

Фото- і кінокамери загального призначення

При природ. і мистецтв. висвітленні

Технічна

Те ж

Многорастворная прискорена

Фото- та репродукційне апарати

При мистецтв. висвітленні

Медична

Негативні плівки і пластинки

Те ж

З застосуванням спец. знімальних пристроїв і світлофільтрів

При мистецтв. освітленні, в ІК і УФ променях

Рентгенівська

Негативні високочувствіт. , Високоразрешающем плівки і пластинки

Многорастворная прискорена

Камера з люмінесцентним підсилює екраном

В рентгенівських променях зі зчитуванням електронно-оптичних. перетворювачами

Судова

Те ж

Те ж

Камери зі спец. об'єктивами і світлофільтрами

У видимій, ІК і УФ областях спектру, зі зміною кута фотографування

Астрофотографія

Негативні високочувствіт. , Сенсибілізуючі. до УФ та ІЧ зонам спектра плівки і пластинки

Многорастворная

З застосуванням електронної оптики

З використанням комбінованих світлофільтрів

Космічна

Негативні високочувствіт. , Високоразрешающне плівки і пластинки

Многорастворная із замкнутим циклом

Камера для синхронного багатоканального фотографування. Для зчитування - інтегратори

спектрозональних зйомка

Мікрофотографія

Негативні плівки і пластинки з високою роздільною здатністю

Многорастворная або прискорена

Камери, агрегатовані з мікроскопом

В прохідному і відбитому світлі; спектрозональних

Електронна мікрофотографія

Те ж

Те ж

З застосуванням електронної оптики

З застосуванням реплік

Фотографування швидко і повільно протікаючих процесів

Негативні фото- і кіноплівки

Те ж

З використанням електрон-но-оптич.перетворювачів

При природ. і мистецтв. висвітленні

Стереоскопічна

Негативні плівки

Те ж

двухоб'ектівние фотокамери. Для зчитування - стереоскопи

Те ж

Растрова

Негативні (в т. Ч. Растрируется-ванні) плівки і пластинки

Многорастворная

Фотокамери загального призна-

Через растр або шар мікро- лінз

голографічна

товстошарова пластинки з дрібнозернистої емульсією

Многорастворная голографічна

C застосуванням лазерів

Двопроменева при зйомці і зчитуванні зображення

Ядерна

пластинки з ядерної емульсією

Многорастворная Камери, агрегатовані з приладами для фіз. досліджень

Опромінення швидкими частинками

В Ф. при експонуванні на светочувствіт. шар матеріалу проектують електромагніт. (Напр., Світлове) випромінювання, відбите від непрозорого об'єкта зйомки (власне Ф.) або минуле крізь прозорий об'єкт (фотодрук). Світло, потрапляючи на мікрокристали AgHal, взаємодій. з іонами Hal

- , в результаті чого утворюються своб. електрон і нейтральний атом галогену. Розв. електрони переміщаються в межах мікрокристалів до тих пір, поки не захоплюються "пастками" - дефектами кристалічної. решітки або сторонніми включеннями (іонами, атомами, молекулами), що знаходяться всередині або на пов-сті мікрокристалів і зв. центрами світлочутливості. Звичайний (нормальний) центр здатний захоплювати електрони тільки з мікрокристалів AgHal, великий, крім того, - з проявника або ін. Обробних розчинів без передуватиме. експонування, т. е. він є потенційним центром освіти вуалі. Іони Ag

+ , розташовані поблизу центрів світлочутливості, притягуються до них і відновлюються до нейтральних атомів.В результаті навколо пастки утворюється група атомів Ag, що формує елемент прихованого зображення. Процес формування центрів прихованого зображення являє собою багаторазове повторення описаних вище елементарних актів освіти електрона з іона Hal і захоплення його Ag + . Для освіти центру прихованого зображення мікрокристал AgHal має поглинути мінімум 4 кванта світла, в середньому - 10-20 і більше квантів. В залежності від числа атомів Ag, що знаходяться в центрах прихованого зображення, останні поділяються на нестійкі (самораспадающейся), стійкі (субцентри) і центри, здатні надалі проявлятися (центри прояви).

При фотографіч. прояві відбувається перенос електронів від відновника, що входить до складу виявляє розчину, до центрів прояви. Останні зазвичай містять таку кількість атомів Ag, до-рої досить для каталитич. прискорення р-ції відновлення AgHal до Ag

0 (див. Прояв фотографічного зображення). Через каталитич. дії Ag 0 ділянки фотографіч. шару, що отримали велику експозицію, проявляються швидше, ніж менш експоновані ділянки. Про закріплення визуализированного проявом прихованого зображення см.

Фіксування фотографічного зображення. фотографіч. процеси оцінюють, використовуючи сенсітомет-річ. (Світлочутливість, спектральна чутливість, оптич. Щільність, контрастність, фотографіч. Широта) і структурнорезкостним (роздільна здатність, різкість, гранулярность, частотно-контрастна характеристика) параметри фотоматеріалів (див.

Фотографічні матеріали і табл. 2). Крім св-в фотоматеріалу та умов їх обробки необхідно враховувати також та деякі т.наз. фотографіч. і температурні ефекти. До перших відносять соляризацію, явище Невзаїмозаместімості експозиції та витримки і вплив витримки на швидкість прояви, до других -разрушеніе прихованого зображення при впливі теплового випромінювання або довгих. зберіганні експонуються. матеріалу. Табл. 2. - ВИМОГИ ДО ХАРАКТЕРИСТИКАМ

СВІТЛОЧУТЛИВИХ ШАРІВ ДЛЯ РІЗНИХ ВИДІВ ФОТОГРАФІЇ Вид фотографії

Світлочутливість, см

2 / Дж Роздільна здатність, мм

-1 Зона спектральної чутливості, нм

Любительська і професійна

10

7 -10 8 80-250

300-700

Астрофотографія, спектрофотогра- фія

10

7 -10 8 100-200

200-1100

аерофотографій, космич. фотогра-фія

10

8 -10 9 80-600

400-900

Технічна. фотографія

10

4 -10 6 50-200

300-700

Голографія

10

3 -10 6 до 5000

300-1100

Соляризація - зниження оптич. щільності зображення при експозиції (щільності енергії оптич. випромінюванні), що перевищує недо-рої критич. значення. При надмірно великих експозиціях фотоліз AgHal триває і після утворення центрів прихованого зображення з виділенням надлишкового кількості Ag і газоподібного галогену. Желатин, що примикає до шарі фотографіч. емульсії до пов-сті мікрокристалів, не поглинає всього кол-ва галогену; його надлишок взаємодій. з Ag, знову утворюючи галогенид, к-рий перешкоджає контакту проявника з центрами прихованого зображення. В результаті цього щільність оптич. зображення і, отже, світлочутливість знижуються.

Явище невзаімозаместімості- відхилення від закону взаимозаместимости Бунзена - Роско, згідно к-рому загальна експозиція

H = Et = const, де E - освітленість, t - витримка. У Ф.цей закон дотримується тільки при малих витримках (до 50-100 мкс) і кімнатній т-рі. При збільшенні витримки до дек. секунд світлочутливість зростає, при подальшому збільшенні - зменшується. Причини відхилення від закону пов'язані з особливостями механізму утворення прихованого зображення: час рекомбінації електрона з рухомими іонами Ag + становить при кімнатній т-рі бл. 10 -5 з, і освіту атомів або груп атомів Ag відбувається вже після припинення експонування; тому при більш коротких витримках рекомбінації не відбувається і, отже, чутливість не залежить від витримки, меншою 10 -5 с. При збільшенні витримки рекомбінація частково відбувається до закінчення експонування, в результаті чого зростання центрів прихованого зображення відбувається переважно. на пов-сті мікрокристалів і у відносно невеликому числі місць, т. е. утворюються великі центри, що володіють значить. каталитич. дією по відношенню до відновлення срібла проявником, що призводить до збільшення світлочутливості. При подальшому збільшенні вьщержкі швидкість освіти своб. електронів за рахунок фотоефекту зменшується, окремі акти поглинання квантів (при тій же експозиції) стають більш рідкісними, хоча загальне число квантів не змінюється. При цьому поодинокі атоми Ag перетворюються в іон Ag

+

і своб. електрон ще до того, як утворюється слід. електрон і виникне можливість зростання центру світлочутливості. В результаті утворення великих центрів сповільнюється і світлочутливість зменшується. Вплив витримки при рівних експозиціях на швидкість прояви визначається т. Зв. ефектом кабанів - Гофмана: чим більше витримка t (т.е. чим нижче освітленість Е), тим вище швидкість прояви прихованого зображення. Якщо при слабкому освітленні атоми фотолі-тич. срібла зосереджені гл. обр. на великих центрах прихованого зображення, то при сильній утворюються переважно. малі центри, що виникають як на пов-сті, так і всередині мікрокристалів, т. е. при прояві працює тільки частина кожного центру і швидкість прояви сповільнюється. Під дією довгохвильового (в т. Ч. Теплового) випромінювання дуже часто відбувається фотоелектріч. руйнування центрів прихованого зображення (ефект Гершеля) зі зменшенням оптич. щільності проекспонованого цим випромінюванням ділянки. Ефект пояснюється руйнуванням поверхневих центрів в результаті виривання з них електронів при поглинанні квантів ІК випромінювання і, як наслідок, відділення від цих центрів іонів срібла (т. Е. Зменшення розмірів центрів прихованого зображення). Фотоелектріч. руйнування прихованого зображення відбувається по р-ції, зворотної його утворення.

Регресія прихованого зображення-часткове або повне руйнування зображення, що відбувається при довгих. зберіганні експонованого непроявленого фотоматеріалу під дією вологи, т-ри, хімічно агресивних домішок повітря (сліди H

2

S, NH 3 , SO 2 , лугів). Механізм регресії аналогічний механізму ефекту Гершеля, але більш інтенсивний внаслідок хім. взаємодії; результат - істотне зниження оптич. щільності. Розвиток Ф. на галогеносрібні матеріалах визначається гл. обр. переходом до контрольованих способів отримання емульсій та фотоматеріалів. До наиб. перспективним розробкам відносяться способи контрольованої емульсіфі-кации (див. Фотографічні емульсії).

Ці способи дозволяють отримувати, напр. , Плоскі мікрокристали галогенида Ag, мікрокристали складної будови заданої форми, огранки, галогенного складу і розміру, а також мікрокристали типу ядро ​​- оболонка з регульованим складом по товщині оболонки або від оболонки до оболонки. Св-ва таких мікрокристалів зазвичай ефективно задають і регулюють в залежності від області застосування фотографіч. емульсії. Інший важливий напрям розвитку Ф. - розробка е

Ффективность способів хім. і спектральної сенсибілізації фотоматеріалів (див. Сенсибілізація оптична, Сенсибілізація фотографічних матеріалів). Перший фотографіч. процес на галогеносрібні шарах (дагеротипія) був винайдений Л. Дагерром в 1835. Розробці Ф. в її суч. вигляді в значить. мірою сприяли В. Фокс-Талбот, винахідник негативно-позитивного процесу (1834), Ф. Худоба-Арчер, автор мокрого фотографіч. процесу на светочувствіт. шарах з коллодия (1851), і А. Рассел, який розробив процес на сухих желатинових шарах (1864). Важливий внесок у розвиток класичні. фотографії внесло відкриття Г. Фогелем в 1837 спектральної сенсибілізації. Літ. :

Чібісов К. В., Загальна фотографія, M., 1984; Чібісов К. В., Шеберстов В. І., Слуцький А. А., Фотографія в минулому, сьогоденні і майбутньому, M., 1988.

А. А. Слуікін. Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.